(57)【要約】      （修正有）【課題】  常温溶融塩が含浸された多孔質支持体からなる電解質膜を有する膜電極接合体、及び、前記膜電極接合体を用いた燃料電池に関して、発電性能に優れる膜電極接合体を提供する。【解決手段】  電解質膜の両側に電極が配置されてなる膜電極接合体であって、  前記電解質膜が、カチオンおよびアニオンから構成される電解質材料と、多孔質支持体とを含む膜電極接合体である。前記電解質材料は、下記化学式（Ｉ）で示される常温溶融塩であって、2007066764.tif 000028（Ｘは１７族元素のいずれかであり、ｙは正の実数を示し、１．０≦ｙ≦２．３）前記多孔質体はポリテトラフルオロエチレン等のポリマー、またはＡｌ２Ｏ３等の無機多孔質体から選択される少なくとも一種である。【選択図】            なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両側に電極が配置されてなる膜電極接合体であって、
前記電解質膜が、カチオンおよびアニオンから構成される電解質材料と、多孔質支持体とを含む膜電極接合体。
【請求項２】
前記電解質材料が、常温溶融塩である請求項１に記載の膜電極接合体。
【請求項３】
前記常温溶融塩が、下記化学式（Ｉ）で示されるアニオンを含まない請求項１または２記載の膜電極接合体。
【化１】
2007066764.tif 000027
（Ｘは１７族元素のいずれかであり、ｙは正の実数を示し、１．０≦ｙ≦２．３）
【請求項４】
前記多孔質支持体の空隙率が、５〜９５％である請求項１〜３のいずれかに記載の膜電極接合体。
【請求項５】
前記多孔質支持体の厚さが、１０μｍ〜２００μｍである請求項１〜４のいずれかに記載の膜電極接合体。
【請求項６】
前記多孔質支持体は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも一種からなる請求項１〜５のいずれかに記載の膜電極接合体。
【請求項７】
前記多孔質支持体が、無機多孔質体である請求項１〜５のいずれかに記載の膜電極接合体。
【請求項８】
前記無機多孔質体が、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、およびＺｒＯ２よりなる群から選択される少なくとも一種からなる請求項７に記載の膜電極接合体。
【請求項９】
前記電解質膜は、ポリマーをさらに含む請求項１〜８のいずれかに記載の膜電極接合体。
【請求項１０】
前記ポリマーは、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル、およびポリフッ化ビニリデンよりなる群から選択される少なくとも一種のポリマー、および／または、アクリル酸系モノマー、メタクリル酸系モノマー、アクリルアミド系モノマー、アリル系モノマー、スチレン系モノマー、およびエポキシ系モノマーよりなる群から選択される少なくとも一種のモノマーの重合体である請求項９に記載の膜電極接合体。
【請求項１１】
前記ポリマーは、２−ヒドロキシルエチルメタクリレートを主成分とする単量体成分の重合体である請求項９に記載の膜電極接合体。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の膜電極接合体を用いた燃料電池。
【請求項１３】
請求項１２に記載の燃料電池を用いた燃料電池システム。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれかに記載の膜電極接合体の製造方法であって、
重合開始剤と、モノマーと、カチオンおよびアニオンから構成される電解質材料とを含むモノマー溶液（Ａ）を、多孔質支持体に含浸した後に重合させて電解質膜を得る工程と、
重合開始剤と、モノマーと、電極触媒と、カチオンおよびアニオンから構成される電解質材料とを含むモノマー溶液（Ｂ）を、支持体上に塗布した後に重合させて電極触媒層を得る工程と、
前記電解質膜と、前記電極触媒層と、を接合する工程と、を有する膜電極接合体の製造方法。
【請求項１５】
請求項１〜１１のいずれかに記載の膜電極接合体の製造方法であって、
重合開始剤と、モノマーと、カチオンおよびアニオンから構成される電解質材料とを含むモノマー溶液（Ａ）を、多孔質支持体に含浸する工程と、
重合開始剤と、モノマーと、電極触媒と、カチオンおよびアニオンから構成される電解質材料とを含むモノマー溶液（Ｂ）を、支持体上に塗布して、電極触媒層前駆体を得る工程と、
前記モノマー溶液（Ａ）が含浸された多孔質支持体の両側に前記電極触媒層前駆体を配置した後、前記モノマー（Ａ）および前記モノマー溶液（Ｂ）を重合させる工程と、を有する膜電極接合体の製造方法。
【請求項１６】
請求項１〜１１のいずれかに記載の膜電極接合体の製造方法であって、
重合開始剤と、モノマーと、カチオンおよびアニオンから構成される電解質材料とを含むモノマー溶液（Ａ）を、多孔質支持体に含浸する工程と、
前記モノマー溶液（Ａ）を、電極触媒が担持されたガス拡散基材に含浸して、電極前駆体を得る工程と、
前記モノマー溶液（Ａ）が含浸された多孔質支持体の両側に前記電極前駆体を配置した後、前記モノマー（Ａ）を重合させる工程と、を有する膜電極接合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常温溶融塩が含浸された多孔質支持体からなる電解質膜を有する膜電極接合体、および、前記膜電極接合体を用いた燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー・環境問題を背景とした社会的要求や動向と呼応して、燃料電池が電気自動車用電源、定置型電源として注目されている。燃料電池は、電解質の種類や電極の種類等により種々のタイプに分類され、代表的なものとしてはアルカリ型、リン酸型、溶融炭酸塩型、固体電解質型、固体高分子型がある。この中でも低温（通常１００℃以下）で作動可能な固体高分子型燃料電池が注目を集め、近年自動車用低公害動力源としての開発・実用化が進んでいる。
【０００３】
固体高分子型燃料電池の構成は、一般的には、膜電極接合体（ＭＥＡ）をセパレータで挟持した構造となっている。ＭＥＡは、電解質膜を一対の電極、すなわち燃料極および酸素極により挟持されてなるものである。電極は、電極触媒および固体高分子電解質を含み、外部から供給される反応ガスを拡散させるために多孔質構造を有する電極触媒層を少なくとも有する。
【０００４】
従来の高分子固体電解質型燃料電池の電解質膜には、一般にパーフルオロカーボンスルホン酸（ＰＦＳＡ）膜等が用いられているが、該ＰＦＳＡ膜は、膜内に含まれる水がプロトン伝導パスとなるため、乾燥状態や１００℃以上または氷点下以下の作動条件では使用できない。このような乾燥状態でのプロトン伝導性を向上させるため、有機重合体にプロトン導電性付与剤を含有させて高温動作を達成する試み（特許文献１）、シリカ分散パーフルオロスルホン酸膜を使用する方法（特許文献２）、無機−有機複合膜を使用する方法（特許文献３）、リン酸ドープグラフト膜を使用する方法（特許文献４）等が行われている。
【０００５】
一方、常温溶融塩を電解質としてを用いる試みも様々なデバイスで行われている。常温溶融塩は、（ｉ）蒸気圧が全くないか、もしくはきわめて小さい、（ｉｉ）不燃、または難燃性である、（ｉｉｉ）イオン伝導性をもつ、（ｉｖ）水より分解電圧が高い、（ｖ）水よりも液体温度領域が広い、などの電解質として優れた特性を持っている。これらの特性は、１００℃以上の高温、無加湿運転が望まれる燃料電池用途に適しており、電池や電解などの電気化学デバイスに用いることができるものとして、特定組成のプロトン伝導体が開発されている。たとえばイオン性液体およびプロトン供与体からなり、該イオン性液体が４級アンモニウムおよびアニオンから成り、該プロトン供与体がブレンステッド酸であるプロトン伝導体があり、燃料電池用電解質として使用されている（特許文献５）。
【０００６】
該特許文献５における好ましいイオン性液体はＥＭＩＴＦＳＩであり、その構造を下記式に示す。
【０００７】
【化１】
2007066764.tif 000002
【０００８】
また、該特許文献５で好適に使用されるプロトン供与体はＨＴｆＯであり、その構造を下記式に示す。
【０００９】
【化２】
2007066764.tif 000003
【００１０】
上記特許文献５に示すイオン性液体とブレンステッド酸とを使用した系では、ＨＴｆＯがプロトン供与体として作用しプロトンを伝導し、この際のプロトン伝導度は、室温で約１０−２Ｓｃｍ−１、とされている。
【００１１】
これに対し、ブレンステッド酸などのプロトン供与体を加えない常温溶融塩においても、ある種の構造式を持つものに関してはプロトン伝導性が確認されている。たとえば、下記に示すＮ，Ｎ−ＨＩｍＴＦＳＩは、プロトン伝導性が確認されている（非特許文献１）。
【００１２】
【化３】
2007066764.tif 000004
【００１３】
更に、下記に示すＮ，Ｎ−ＨＩｍＢＦ４においても、プロトン伝導性が確認されている（非特許文献１）。
【００１４】
【化４】
2007066764.tif 000005
【００１５】
上記常温溶融塩は、上記特許文献５のようにＨＴｆＯなどのプロトン供与体を含まず、かつ系内にプロトンを含まないにも関わらずプロトン伝導を起こすとされる。これらのプロトン伝導性の機構は、イミダゾリウムカチオンのＮと結合しているＨが自己解離能を有しプロトン伝導性を奏すると考えられ、上記中性常温溶融塩もプロトン伝導性は室温で約１０−２Ｓｃｍ−１である。
【特許文献１】特開２００１−３５５０９号公報
【特許文献２】特開平６−１１１８２７号公報
【特許文献３】特開２０００−９０９４６号公報
【特許文献４】特開２００１−２１３９８７号公報
【特許文献５】特開２００３−１２３７９１号公報
【非特許文献１】新エネルギー・産業技術総合開発機構  平成１４年度産業技術研究助成事業研究成果報告書−無加湿条件下で作動する中温型燃料電池用複合電解質の開発
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特許文献５に示すＥＭＩＴＦＳＩにＨＴｆＯを添加した系や、非特許文献１に示すＮ，Ｎ−ＨＩｍ系常温溶融塩でのプロトン伝導度は、上記のごとく１０−２Ｓｃｍ−１（室温）であり、得られる燃料電池が十分に高い発電性能を有していない恐れがある。
【００１７】
さらに、常温溶融塩を液体状態で燃料電池用電解質として使用した場合、得られる燃料電池の出力密度が小さいという問題があった。
【００１８】
そこで、本発明が目的とするところは、発電性能に優れる膜電極接合体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者らは、常温溶融塩を電解質として用いた膜電極接合体について検討した結果、常温溶融塩を多孔質支持体に含浸させて用いることにより、得られる膜電極接合体の発電性能が向上することを見出した。
【００２０】
すなわち、本発明は、電解質膜の両側に電極が配置されてなる膜電極接合体であって、
前記電解質膜が、カチオンおよびアニオンから構成される電解質材料と、多孔質支持体とを含む膜電極接合体により上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、常温溶融塩を電解質膜として用いることにより、発電性能が大幅に向上された膜電極接合体を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の第一は、電解質膜の両側に電極が配置されてなる膜電極接合体であって、
前記電解質膜が、カチオンおよびアニオンから構成される電解質材料と、多孔質支持体とを含む膜電極接合体である。
【００２３】
本発明の膜電極接合体に用いられる電解質膜は、常温溶融塩の他に多孔質支持体を有する。これにより、常温溶融塩を自立した固定化膜として用いることが可能となり、膜電極接合体内で液体状態の電解質が移動することにより電極内の空孔が閉塞されるのを抑制するとともに、膜電極接合体の内容物の漏液を抑制することが可能となる。これにより、発電性能および信頼性に優れる膜電極接合体を提供することが可能となる。
【００２４】
さらに、膜電極接合体における電解質として常温溶融塩を用いているため、膜電極接合体の温度が１２０℃以上の高温であっても高い発電性能を維持することができる。膜電極接合体の高温化は、特に電極触媒の活性化過電圧の低減が期待できる。すなわち、高温化によって触媒活性が向上することにより、電極触媒の使用量が低減できる。そのため、従来のＮａｆｉｏｎ（登録商標）などのパーフルオロカーボンスルホン酸膜と比較して、使用する高価な白金などの貴金属量の低減が可能となり、膜電極接合体のコストを抑制することが可能となる。
【００２５】
以下、本発明の膜電極接合体をより詳細に説明する。
【００２６】
＜電解質膜＞
本発明の膜電極接合体に用いられる電解質膜は、上述した通り、カチオンおよびアニオンから構成される電解質材料と、多孔質支持体とを含む。
【００２７】
前記電解質材料としては、常温溶融塩、炭化水素系電解質などが挙げられる。なかでも、電解質として優れた特性を有することから、常温溶融塩を用いることが好ましい。
【００２８】
前記常温溶融塩は、好ましくは２００℃以上の融点を有し、カチオンとアニオンとを含む。
【００２９】
本発明において、前記常温溶融塩としては、下記化学式（Ｉ）で示されるアニオンを含まないものを用いる。
【００３０】
【化５】
2007066764.tif 000006
【００３１】
（Ｘは１７族元素のいずれかであり、ｙは正の実数を示し、１．０≦ｙ≦２．３）
以下に、本発明のイオン伝導体に用いられる常温溶融塩を構成するカチオンとアニオンについて具体例を挙げて詳細に説明する。なお、本発明においては、以下に示すカチオンとアニオンを適宜組合わせて用いることができる。
【００３２】
上記カチオンの一種である分子性カチオンとしては、例えばイミダゾリウム誘導体カチオン、より具体的には次式（１）で表される一置換イミダゾリウム誘導体カチオン（Ｍｏｎｏｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  Ｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｃａｔｉｏｎ）；
【００３３】
【化６】
2007066764.tif 000007
【００３４】
（式中のＲ１１は、１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示す。）を挙げることができる。
【００３５】
そして、炭化水素基の具体例としては、メチル基やブチル基などを挙げることができる。
【００３６】
また、次式（２）で表される二置換イミダゾリウム誘導体カチオン（Ｄｉｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  Ｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｃａｔｉｏｎ）；
【００３７】
【化７】
2007066764.tif 000008
【００３８】
（式中のＲ２１及びＲ２２は同一でも異なっていてもよく、１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示す。）を挙げることができる。
【００３９】
そして、Ｒ２１及びＲ２２としては、上述したＲ１１と同様のものを任意に組合わせたものを挙げることができ、その他にエチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、ベンジル基、γ−フェニルプロピル基などを挙げることができる。
【００４０】
また、これらの基の代表的な組合せの具体例としては、Ｒ２１がメチル基であり、Ｒ２２がメチル基、エチル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、ベンジル基、γ−フェニルプロピル基であるものや、Ｒ２１がエチル基であり、Ｒ２２がブチル基であるものなどを挙げることができる。
【００４１】
更に、次式（３）で表される三置換イミダゾリウム誘導体カチオン（Ｔｒｉｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  Ｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｃａｔｉｏｎ）；
【００４２】
【化８】
2007066764.tif 000009
【００４３】
（式中のＲ３１〜Ｒ３３は同一でも異なっていてもよく、１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示す。）を挙げることができる。
【００４４】
そして、Ｒ３１〜Ｒ３３としては、上述したＲ１１と同様のものを任意に組合わせたものを挙げることができ、その他にエチル基、プロピル基、ヘキシル基、ヘキサデシル基などを挙げることができる。
【００４５】
また、これらの基の代表的な組合せの具体例としては、Ｒ３１がエチル基であり、Ｒ３２及びＲ３３がメチル基であるもの、Ｒ３１がプロピル基であり、Ｒ３２及びＲ３３がメチル基であるもの、Ｒ３１がブチル基であり、Ｒ３２及びＲ３３がメチル基であるもの、Ｒ３１がヘキシル基であり、Ｒ３２及びＲ３３がメチル基であるもの、Ｒ３１がヘキサデシル基であり、Ｒ３２及びＲ３３がメチル基であるものなどを挙げることができる。
【００４６】
また、次式（４）で表されるピリジニウム誘導体カチオン（Ｐｙｒｉｄｉｎｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｃａｔｉｏｎ）；
【００４７】
【化９】
2007066764.tif 000010
【００４８】
（式中のＲ４１〜Ｒ４４は同一でも異なっていてもよく、水素原子又は１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示す。）を挙げることができる。
【００４９】
そして、Ｒ４１〜Ｒ４４としては、上述したＲ１１と同様のものを任意に組合わせたものを挙げることができ、その他に水素原子、エチル基、ヘキシル基、オクチル基などを挙げることができる。
【００５０】
また、これらの基の代表的な組合せの具体例としては、Ｒ４１がエチル基であり、Ｒ４２〜Ｒ４４が水素原子であるもの、Ｒ４１がブチル基であり、Ｒ４２〜Ｒ４４が水素原子であるものやＲ４２及びＲ４３が水素原子でありＲ４４がメチル基であるもの、Ｒ４２及びＲ４４が水素原子でありＲ４３がメチル基であるもの、Ｒ４２及びＲ４３がメチル基でありＲ４４が水素原子であるもの、Ｒ４２及びＲ４４がメチル基でありＲ４３が水素原子であるもの、Ｒ４２及びＲ４３が水素原子でありＲ４４がエチル基であるもの、Ｒ４１がヘキシル基であり、Ｒ４２〜Ｒ４４が水素原子であるものやＲ４２及びＲ４３が水素原子でありＲ４４がメチル基であるもの、Ｒ４２及びＲ４４が水素原子でありＲ４３がメチル基であるもの、Ｒ４１がオクチル基であり、Ｒ４２〜Ｒ４４が水素原子であるものやＲ４２及びＲ４３が水素原子でありＲ４４がメチル基であるもの、Ｒ４２およびＲ４４が水素原子でありＲ４３がメチル基であるものなどを挙げることができる。
【００５１】
更に、次式（５）で表されるピロリジニウム誘導体カチオン（Ｐｙｒｒｏｌｉｄｉｎｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｃａｔｉｏｎ）；
【００５２】
【化１０】
2007066764.tif 000011
【００５３】
（式中のＲ５１及びＲ５２は同一でも異なっていてもよく、１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示す。）を挙げることができる。
【００５４】
そして、Ｒ５１及びＲ５２としては、上述したＲ１１と同様のものを任意に組合わせたものを挙げることができ、その他にエチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基などを挙げることができる。
【００５５】
また、これらの基の代表的な組合せの具体例としては、Ｒ５１がメチル基であり、Ｒ５２がメチル基であるものやエチル基であるもの、ブチル基であるもの、ヘキシル基であるもの、オクチル基であるもの、Ｒ５１がエチル基であり、Ｒ５２がブチル基であるもの、Ｒ５１及びＲ５２がプロピル基、ブチル基、ヘキシル基であるものなどを挙げることができる。
【００５６】
また、次式（６）で表されるアンモニウム誘導体カチオン（Ａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｃａｔｉｏｎ）；
【００５７】
【化１１】
2007066764.tif 000012
【００５８】
（式中のＲ６１〜Ｒ６４は同一でも異なっていてもよく、１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示す。）を挙げることができる。
【００５９】
そして、Ｒ６１〜Ｒ６４としては、上述したＲ１１と同様のものを任意に組合わせたものを挙げることができ、その他にエチル基、オクチル基などを挙げることができる。
【００６０】
また、これらの基の代表的な組合せの具体例としては、Ｒ６１〜Ｒ６４がメチル基であるものやエチル基であるもの、ブチル基であるもの、Ｒ６１がメチル基であり、Ｒ６２〜Ｒ６４がオクチル基であるものなどを挙げることができる。
【００６１】
更に、次式（７）で表されるホスフォニウム誘導体カチオン（Ｐｈｏｓｐｈｏｎｉｕｍ
Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｃａｔｉｏｎ）；
【００６２】
【化１２】
2007066764.tif 000013
【００６３】
（式中のＲ７１〜Ｒ７４は同一でも異なっていてもよく、１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示す。）を挙げることができる。
【００６４】
そして、Ｒ７１〜Ｒ７４としては、上述したＲ１１と同様のものを任意に組合わせたものを挙げることができ、その他にエチル基、イソブチル基、ヘキシル基、オクチル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、フェニル基、ベンジル基などを挙げることができる。
【００６５】
また、これらの基の代表的な組合せの具体例としては、Ｒ７１がメチル基であり、Ｒ７２〜Ｒ７４がブチル基であるものやイソブチル基であるもの、Ｒ７１がエチル基であり、Ｒ７２〜Ｒ７４がブチル基であるもの、Ｒ７１〜Ｒ７４がブチル基であるものやオクチル基であるもの、Ｒ７１がテトラデシル基であり、Ｒ７２〜Ｒ７４がブチル基であるものやヘキシル基であるもの、Ｒ７１がヘキサデシル基であり、Ｒ７２〜Ｒ７４がブチル基であるもの、Ｒ７１がベンジル基であり、Ｒ７２〜Ｒ７４がフェニル基であるものなどを挙げることができる。
【００６６】
また、次式（８）で表されるグアニジウム誘導体カチオン（Ｇｕａｎｉｄｉｎｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｃａｔｉｏｎ）；
【００６７】
【化１３】
2007066764.tif 000014
【００６８】
（式中のＲ８１〜Ｒ８６は同一でも異なっていてもよく、水素原子又は１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示す。）を挙げることができる。
【００６９】
そして、Ｒ８１〜Ｒ８６としては、上述したＲ１１と同様のものを任意に組合わせたものを挙げることができ、その他に水素原子、エチル基、プロピル基、イソプロピル基などを挙げることができる。
【００７０】
また、これらの基の代表的な組合せの具体例としては、Ｒ８１〜Ｒ８６の全てが水素原子であるものやメチル基であるもの、Ｒ８１がエチル基、Ｒ８２〜Ｒ８５がメチル基、Ｒ８６が水素原子であるもの、Ｒ８１がイソプロピル基、Ｒ８２〜Ｒ８５がメチル基、Ｒ８６が水素原子であるもの、Ｒ８１がプロピル基、Ｒ８２〜Ｒ８６がメチル基であるものなどを挙げることができる。
【００７１】
更に、次式（９）で表されるイソウロニウム誘導体カチオン（Ｉｓｏｕｒｏｎｉｕｍ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  Ｃａｔｉｏｎ）；
【００７２】
【化１４】
2007066764.tif 000015
【００７３】
（式中のＲ９１〜Ｒ９５は同一でも異なっていてもよく、水素原子又は１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示し、Ａ９は酸素原子又は硫黄原子を示す。）を挙げることができる。
【００７４】
そして、Ｒ９１〜Ｒ９５としては、上述したＲ１１と同様のものを任意に組み合わせたものを挙げることができ、その他に水素原子、エチル基などを挙げることができる。
【００７５】
また、これらの基の代表的な組合せの具体例としては、Ａ９が酸素原子（Ｏ）であって、Ｒ９１〜Ｒ９５の全てがメチル基であるものやＲ９１がエチル基、Ｒ９２〜Ｒ９５がメチル基であるもの、Ａ９が硫黄原子（Ｓ）であって、Ｒ９１がエチル基、Ｒ９２〜Ｒ９５がメチル基であるものなどを挙げることができる。
【００７６】
一方、アニオンの１種である分子性アニオンとしては、例えば次式（１０）で表される硫酸エステルアニオン（Ｓｕｌｆａｔｅｓ  ａｎｉｏｎ）；
【００７７】
【化１５】
2007066764.tif 000016
【００７８】
（式中のＲ１０１は１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基を示す。）を挙げることができる。
【００７９】
そして、Ｒ１０１としては、上述したＲ１１と同様のものを挙げることができ、その他にエチル基、ヘキシル基、オクチル基などを挙げることができる。
【００８０】
また、代表的な具体例としては、Ｒ１０１がメチル基やエチル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基であるものなどを挙げることができる。
【００８１】
また、次式（１１）で表されるスルホン酸エステルアニオン（Ｓｕｌｆｏｎａｔｅｓ  ａｎｉｏｎ）；
【００８２】
【化１６】
2007066764.tif 000017
【００８３】
（式中のＲ１１１は１価の有機基、好ましくは１価の炭化水素基、更に好ましくは炭素数１〜２０のアルキル基又はアリールアルキル基、更にはそのフッ素置換体を示す。）を挙げることができる。
【００８４】
そして、代表的な具体例としては、Ｒ１１１がフッ素置換されたメチル基（トリフルオロメタンサルフォネートアニオンに相当）であるもの、更にはｐ−トリル基（ｐ−トルエンスルホン酸アニオンに相当）であるものを挙げることができる。
【００８５】
更に、次式（１２）〜（１４）で表されるアミドアニオン（Ａｍｉｄｅｓ  Ａｎｉｏｎ）又はイミドアニオン（Ｉｍｉｄｅｓ  Ａｎｉｏｎ）；
【００８６】
【化１７】
2007066764.tif 000018
【００８７】
を挙げることができる。
【００８８】
なお、アミドアニオンやイミドアニオンについては必ずしもこれらに限定されるものではない。
【００８９】
また、次式（１５）又は（１６）で表されるメタンアニオン（Ｍｅｔｈａｎｅｓ  Ａｎｉｏｎ）；
【００９０】
【化１８】
2007066764.tif 000019
【００９１】
を挙げることができる。
【００９２】
なお、メタンアニオンについても必ずしもこれらに限定されるものではない。
【００９３】
また、次式（１７）〜（２２）で表されるホウ素含有化合物アニオン；
【００９４】
【化１９】
2007066764.tif 000020
【００９５】
【化２０】
2007066764.tif 000021
【００９６】
を挙げることができる。
【００９７】
なお、ホウ素含有化合物アニオンについても必ずしもこれらに限定されるものではない。
【００９８】
更に、次式（２３）〜（２９）で表されるリン含有化合物アニオン；
【００９９】
【化２１】
2007066764.tif 000022
【０１００】
【化２２】
2007066764.tif 000023
【０１０１】
【化２３】
2007066764.tif 000024
【０１０２】
を挙げることができる。
【０１０３】
なお、リン含有化合物アニオンについても必ずしもこれらに限定されるものではない。
【０１０４】
更に、次式（３０）又は（３１）で表されるカルボン酸アニオン；
【０１０５】
【化２４】
2007066764.tif 000025
【０１０６】
を挙げることができる。
【０１０７】
なお、カルボン酸アニオンについても必ずしもこれらに限定されるものではない。
【０１０８】
更に、次式（３２）又は（３３）で表される金属元素含有アニオン；
【０１０９】
【化２５】
2007066764.tif 000026
【０１１０】
を挙げることができる。
【０１１１】
なお、金属元素含有アニオンについても必ずしもこれらに限定されるものではない。
【０１１２】
他方、分子性アニオンではないが、他のアニオン成分としてハロゲン化物アニオン（Ｈａｌｏｇｅｎｉｄｅｓ  Ａｎｉｏｎ）であるフッ素アニオン［Ｆ−］や塩素アニオン［Ｃｌ−］、臭素アニオン［Ｂｒ−］、ヨウ素アニオン［Ｉ−］を挙げることもできる。
【０１１３】
本発明の常温溶融塩では、上述したカチオンおよびアニオンを組み合わせた、または、混合したものを含むのが好ましい。
【０１１４】
本発明の膜電極接合体に用いられる電解質膜では、上述した常温溶融塩を多孔質支持体に含浸させて用いるのが好ましい。これにより、電解質膜の強度を向上させることができ、得られる膜電極接合体の信頼性をさらに向上させることが可能となる。
【０１１５】
前記多孔質支持体の空隙率は、好ましくは５〜９５％、より好ましくは３０〜８０％である。前記空隙率が、５％未満であると多孔質支持体への電解質の充填量が十分に得られずに膜電極接合体の発電性能が低下する恐れがあり、９５％を超えると多孔質支持体によって電解質膜の強度を十分に向上させることができない恐れがある。
【０１１６】
前記多孔質支持体の厚さは、好ましくは１０μｍ〜２００μｍ、より好ましくは２０〜９０μｍである。前記厚さが、１０μｍ未満であると多孔質支持体によって電解質膜の強度を十分に向上させることができない恐れがあり、２００μｍを超えるとプロトン伝導度が低下し、膜電極接合体として発電性能を低下させる恐れがある。
【０１１７】
前記多孔質支持体として具体的には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、およびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも一種からなるものが好ましく挙げられる。これらによれば、十分な強度を有する多孔質支持体が得られる。
【０１１８】
前記多孔質支持体として具体的には、上述したものの他にも、無機多孔質体が好ましく用いられる。無機多孔質体若しくは無機多孔質体を一部含んだものであれば、常温溶融塩を含む自立した電解質膜が得られる他、膜電極接合体の発電性能を向上させることが可能となる。
【０１１９】
前記無機多孔質体として具体的には、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、およびＺｒＯ２よりなる群から選択される少なくとも一種からなるものが好ましく挙げられる。
【０１２０】
前記電解質膜では、さらにポリマーを含むのが好ましい。すなわち、上述した常温溶融塩の他にさらにポリマーを多孔質支持体に含浸させて電解質膜として用いるのが好ましい。前記ポリマーによれば、常温溶融塩を多孔質支持体内により確実に固定することができ、膜電極接合体の信頼性、発電性能などを向上させることが可能となる。
【０１２１】
かような電解質膜は、好ましくは、後述する本発明の膜電極接合体の製造方法に記載する通りであるが、常温溶融塩、前記ポリマーを構成し得るモノマー、および重合開始剤を含む溶液を多孔質支持体に含浸させた後に重合させることにより得られる。
【０１２２】
前記ポリマーとして、具体的には、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル、およびポリフッ化ビニリデンよりなる群から選択される少なくとも１種のポリマー、および／または、アクリル酸系モノマー、メタクリル酸系モノマー、アクリルアミド系モノマー、アリル系モノマー、スチレン系モノマー、およびエポキシ系モノマーよりなる群から選択される少なくとも一種のモノマーの重合体が好ましく挙げられる。これらのポリマーおよび重合体は、一種の前記ポリマーまたは前記モノマーのみからなってもよく、二種以上の前記ポリマーおよび前記モノマーが混合されてなるものであってもよい。これらのポリマーおよび重合体によれば、前記常温溶融塩を重合し、膜としての固定化できるという効果が得られる。
【０１２３】
前記（メタ）アクリル酸系モノマーとしては、２−ヒドロキシルエチルメタクリレート、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、２−（メタ）アクリロイルエタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルプロパンスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−置換（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等のモノマーやその塩などが好ましく挙げられる。アクリルアミド系モノマーとしては、アクリルアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡＡ）などが好ましく挙げられる。アリル系モノマーとしては、アリル、アリルアミン、トリアリルイソシアヌレートなどが好ましく挙げられる。スチレン系モノマーとしては、スチレン、メチルスチレン、トリフルオロスチレンなどが好ましく挙げられる。エポキシ系モノマーとしては、ビスフェノールフルオレンジグリシジルエーテル、ビスフェノキシエタノールフルオレンジグリシジルエーテルなどが好ましく挙げられる。さらに、親水性モノマーとして、２−ヒドロキシルエチルメタクリレートのほか、メタクリル酸（ＭＣＡＡ）、アクリル酸（ＡＡＣ）、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン（ＮＶＰ）などが好ましく挙げられる。
【０１２４】
モノマーとしてアクリル酸塩を用いる場合には、常温溶融塩を安定して固定するなどの観点からアクリル酸のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩から選ばれるアクリル酸の１価塩が好ましい。より好ましくはアクリル酸アルカリ金属塩であり、特に好ましくは、ナトリウム塩、リチウム塩、カリウム塩から選ばれるアクリル酸塩である。
【０１２５】
前記ポリマーとしては、２−ヒドロキシルエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）を主成分とする単量体成分の重合体が好ましく挙げられる。ＨＥＭＡをモノマーとして用いてなるポリマーによれば、膜電極接合体において常温溶融塩を固定できるだけでなく、得られる膜電極接合体の発電性能をさらに向上させることが可能となる。発電性能を向上させる理由としては明らかではないが、酸素透過性の向上による活性化過電圧の低減等が考えられる。
【０１２６】
ＨＥＭＡを主成分とする単量体成分の重合体において、ＨＥＭＡの含有量は、全ポリマー成分に対して、１０重量％以上、好ましくは３０〜６０重量％とするのがよい。ＨＥＭＡの含有量を前記範囲内とすることにより、ＨＥＭＡによる優れた効果を発揮することができる。
【０１２７】
本発明の膜電極接合体に用いられる電解質において、前記常温溶融塩のモルと、前記ポリマーを構成するモノマーの合計モル比と、の比（Ｎ＝常温溶融塩／モノマー）は、好ましくは０．３≦Ｎ≦０．７、より好ましくは０．４５≦Ｎ≦０．６である。前記モル比が、０．３未満であると水素移動度が極端に低下する恐れがあり、０．７以上であると重合が十分に進行しない恐れがある。
【０１２８】
電解質膜の厚さは、得られる膜電極接合体の特性を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは１０〜２００μｍ、より好ましくは２０〜９０μｍである。製膜時の強度や膜電極接合体作動時の耐久性の観点から１０μｍ以上であることが好ましく、ＭＥＡ作動時の出力特性の観点から２００μｍ以下であることが好ましい。
【０１２９】
＜電極＞
本発明の膜電極接合体に用いられる電極は、上述したカチオンとアニオンとを含有する電解質材料と、電極触媒とを含む電極触媒層を少なくとも有する。
【０１３０】
前記電解質材料としては、電解質膜において上述したものと同様のものが用いられることから、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１３１】
前記電極触媒は、固体高分子型燃料電池などの従来一般的な燃料電池に用いられている電極触媒であれば特に制限されずに用いることができる。前記電極触媒は、電極反応を促進させ得る触媒成分を少なくとも含む。
【０１３２】
カソード触媒層に用いられる触媒成分は、酸素の還元反応に触媒作用を有するものであれば特に制限はなく公知の触媒が同様にして使用できる。また、アノード触媒層に用いられる触媒成分もまた、水素の酸化反応に触媒作用を有するものであれば特に制限はなく公知の触媒が同様にして使用できる。具体的には、白金、ルテニウム、イリジウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、タングステン、鉛、鉄、クロム、コバルト、ニッケル、マンガン、バナジウム、モリブデン、ガリウム、アルミニウム等の金属、及びそれらの合金等などから選択される。
【０１３３】
触媒成分の形状や大きさは、特に制限されず公知の触媒成分と同様の形状及び大きさが使用できるが、触媒成分は、粒状であることが好ましい。この際、触媒粒子の平均粒子径は、小さいほど電気化学反応が進行する有効電極面積が増加するため触媒活性も高くなり好ましいが、実際には平均粒子径が小さすぎると却って触媒活性が低下する現象が見られる。従って、触媒粒子の平均粒子径は、１〜３０ｎｍ、より好ましくは１．５〜２０ｎｍ、さらにより好ましくは２〜１０ｎｍ、特に好ましくは２〜５ｎｍの粒状であることが好ましい。なお、本発明における「触媒粒子の平均粒径」は、Ｘ線回折における触媒成分の回折ピークの半値幅より求められる結晶子径あるいは透過型電子顕微鏡像より調べられる触媒成分の粒子径の平均値により測定することができる。
【０１３４】
前記電極触媒は、さらに導電性担体を含んでいてもよい。前記導電性担体に上述した触媒成分を担持させて用いることにより、触媒成分の分散性を向上させて、電極触媒の触媒活性を向上させることが可能となる。
【０１３５】
前記導電性担体としては、触媒成分を所望の分散状態で担持させるための比表面積を有し、集電体として十分な電子導電性を有しているものであればよく、主成分がカーボンであるのが好ましい。具体的には、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック、活性炭、コークスなどからなるカーボン粒子が挙げられる。また、耐食性、撥水性に優れることから、前記カーボン粒子は黒鉛化されたものも好ましく用いられる。
【０１３６】
なお、本発明において「主成分がカーボンである」とは、主成分として炭素原子を含むことをいい、炭素原子のみからなる、実質的に炭素原子からなる、の双方を含む概念である。場合によっては、燃料電池の特性を向上させるために、炭素原子以外の元素が含まれていてもよい。なお、実質的に炭素原子からなるとは、２〜３質量％程度以下の不純物の混入が許容されることを意味する。
【０１３７】
前記導電性担体の比表面積は、好ましくは２０〜１６００ｍ２／ｇ、より好ましくは８０〜１２００ｍ２／ｇとするのがよい。前記比表面積が、２０ｍ２／ｇ未満であると前記導電性担体への触媒成分および電解質の分散性が低下して十分な発電性能が得られない恐れがあり、１６００ｍ２／ｇを超えると触媒成分および電解質の有効利用率が却って低下する恐れがある。
【０１３８】
また、前記導電性担体の大きさは、特に限定されないが、担持の容易さ、触媒利用率、電極触媒層の厚みを適切な範囲で制御するなどの観点からは、平均粒子径が５〜２００ｎｍ、好ましくは１０〜１００ｎｍ程度とするのがよい。
【０１３９】
前記導電性担体に触媒成分が担持された電極触媒において、触媒成分の担持量は、電極触媒の全量に対して、好ましくは１０〜８０質量％、より好ましくは３０〜７０質量％とするのがよい。前記担持量が、８０質量％を超えると、触媒成分の導電性担体上での分散度が下がり、担持量が増加するわりに発電性能の向上が小さく経済上での利点が低下する恐れがある。また、前記担持量が、１０質量％未満であると、単位質量あたりの触媒活性が低下して所望の発電性能を得るために多量の電極触媒が必要となり好ましくない。なお、触媒成分の担持量は、誘導結合プラズマ発光分光法（ＩＣＰ）によって調べることができる。
【０１４０】
アノードおよびカソードに用いられる各触媒層において、電解質材料と電極触媒との混合質量比は、好ましくは１：０．０１〜１：１０、より好ましくは１：０．１〜１：５である。これにより十分な発電性能を有する膜電極接合体が得られる。
【０１４１】
前記電極触媒層は、より好ましくは、前記電極触媒および前記電解質材料が、前記ポリマーにより固定されてなる。これにより、フィルム、注型品状、などの所望の形状を有し、独立して存在可能な電極を得ることができ、さらに、電極触媒層内の空孔を液状の常温溶融塩によって閉塞されることによる電極触媒層内の反応ガスの拡散性の低下を防止することができ、膜電極接合体の信頼性、発電性能を向上させることが可能となる。
【０１４２】
前記電解質材料および電極触媒が、ポリマーにより固定された電極触媒層は、後述する本発明の膜電極接合体の製造方法に記載する通りであるが、電極触媒、電解質材料、前記ポリマーを構成し得るモノマー、および重合開始剤を含む溶液を重合させることにより得られる。
【０１４３】
前記ポリマーとしては、電解質膜において多孔質支持体の空孔内に電解質材料とともに充填されうる上述したものと同様のものが用いられるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１４４】
電極触媒層におけるポリマーの含有量としては、全成分に対して、好ましくは５〜８０質量％、より好ましくは１０〜４０質量％とするのがよい。前記ポリマーの含有量が、５質量％未満であるとポリマーを添加したことによる効果が十分に得られない恐れがあり、８０質量％を超えると電極触媒および電解質の含有量が低下して膜電極接合体の発電性能が低下する恐れがある。
【０１４５】
アノードおよびカソードにおける各触媒層の厚さは、好ましくは５〜１００μｍ、より好ましくは１０〜５０μｍとするのがよい。触媒層の厚さが、５μｍを超えると反応ガスの拡散性が低下して発電性能が低下する恐れがあり、１００μｍ未満であると十分な発電性能が得られない恐れがある。
【０１４６】
＜ガス拡散層＞
次に、アノードおよびカソードにおける各電極は、上述した電極触媒層の他にガス拡散層を有していてもよい。前記ガス拡散層は、電極触媒層の電解質膜が接する面とは反対の面に配置される。
【０１４７】
電極触媒層およびガス拡散層を有する電極において、電極触媒層はガス拡散層上に形成されてもよい他、ガス拡散層中の一部に電極触媒層が形成されていてもよい。後者の場合、後述するガス拡散基材の所望する部位に、電極触媒および電解質材料が含浸されたものなどが挙げられる。
【０１４８】
前記ガス拡散層は、特に限定されず公知のものが同様にして使用でき、例えば、炭素製の織物、紙状抄紙体、フェルト、不織布といった導電性及び多孔質性を有するシート状のガス拡散基材からなるものなどが挙げられる。
【０１４９】
前記ガス拡散基材の厚さは、得られるガス拡散層の特性を考慮して適宜決定すればよいが、３０〜５００μｍ程度とすればよい。厚さが、３０μｍ未満であると十分な機械的強度などが得られない恐れがあり、５００μｍを超えるとガスや水などが透過する距離が長くなり望ましくない。
【０１５０】
前記前記ガス拡散基材には、撥水性をより高めてフラッディング現象などを防ぐことを目的として、撥水剤を含んでいるのが好ましい。前記撥水剤としては、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などのフッ素系の高分子材料、ポリプロピレン、ポリエチレンなどが挙げられる。
【０１５１】
また、撥水性をより向上させるために、前記ガス拡散層は、前記ガス拡散基材上に撥水剤を含むカーボン粒子の集合体からなるカーボン粒子層を有するものであってもよい。
【０１５２】
前記カーボン粒子としては、特に限定されず、カーボンブラック、黒鉛、膨張黒鉛などの従来一般的なものであればよい。なかでも、電子伝導性に優れ、比表面積が大きいことから、オイルファーネスブラック、チャネルブラック、ランプブラック、サーマルブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラックが好ましく挙げられる。
【０１５３】
前記カーボン粒子層に用いられる撥水剤としては、前記ガス拡散基材に用いられる上述した撥水剤と同様のものが挙げられる。なかでも、撥水性、電極反応時の耐食性などに優れることから、フッ素系の高分子材料が好ましく用いられる。
【０１５４】
前記カーボン粒子層におけるカーボン粒子と、撥水剤との混合比は、カーボン粒子が多過ぎると期待するほど撥水性が得られない恐れがあり、撥水剤が多過ぎると十分な電子伝導性が得られない恐れがある。これらを考慮して、カーボン層におけるカーボン粒子と撥水剤との混合比は、質量比で、９０：１０〜４０：６０程度とするのがよい。
【０１５５】
前記カーボン粒子層の厚さは、得られるガス拡散層の撥水性を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは１０〜１０００μｍ、より好ましくは５０〜５００μｍとするのがよい。
【０１５６】
本発明の第二は、上述した本発明の第一の膜電極接合体を用いた燃料電池である。本発明では、電解質膜として常温溶融塩を多孔質支持体に含浸させたものを用いるため、常温溶融塩を適用した燃料電池として大幅な発電性能の向上ができるとともに、安全性、信頼性が高く、触媒使用量の低減によるコスト削減などが可能な燃料電池を提供することが可能となる。
【０１５７】
前記燃料電池の燃料の種類としては、特に限定されず、上記した説明中では水素を例に挙げて説明したが、この他にも、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2級ブタノール、3級ブタノール、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、エチレングリコール、ジエチレングリコールを用いることができる。
なかでも高出力化が可能である点で、水素とメタノールが好ましく挙げられる。
【０１５８】
前記燃料電池は、定置用電源の他、搭載スペースが限定される自動車などの移動体用電源などとして有用である。なかでも、発電性能および信頼性に優れることから、自動車などの移動体用電源として用いられるのが特に好ましい。
【０１５９】
前記燃料電池の構成としては、特に限定されず、従来公知の技術を適宜利用すればよいが、一般的には膜電極接合体をセパレータで挟持した構造を有する。かような構造を有する燃料電池を、図１に示す。
【０１６０】
図１は、本発明の燃料電池の模式断面図である。図１における燃料電池１００は、電解質膜１１０の両側に、一対の電極、すなわち燃料極触媒層１２０ａと燃料極ガス拡散層１３０ａとを有する燃料極、および、酸素極触媒層１２０ｃと酸素極ガス拡散層１３０ｃとを有する酸素極が配置されてなる膜電極接合体１４０を、さらに二枚のセパレータ１５０で挟持された構造を有する。さらに、セパレータ１５０は、水素を含む燃料ガスまたは酸素を含む酸化剤ガスなどの外部から供給された反応ガスを燃料極触媒層１２０ａまたは酸素極触媒層１２０ｃに供給させるためのガス流路１５１を有する。
【０１６１】
前記セパレータとしては、緻密カーボングラファイト、炭素板等のカーボン製や、ステンレス等の金属製のものなど、従来公知のものであれば制限なく用いることができる。セパレータは、空気と燃料ガスとを分離する機能を有するものであり、それらの流路を確保するための流路溝が形成されてもよい。セパレータの厚さや大きさ、流路溝の形状などについては、特に限定されず、得られる燃料電池の出力特性などを考慮して適宜決定すればよい。
【０１６２】
さらに、燃料電池が所望する電圧等を得られるように、セパレータを介して膜電極接合体を複数積層して直列に繋いだスタックを形成してもよい。燃料電池の形状などは、特に限定されず、所望する電圧などの電池特性が得られるように適宜決定すればよい。
【０１６３】
本発明の第三は、本発明の第二の燃料電池を用いた燃料電池システムである。
【０１６４】
従来のＮａｆｉｏｎ（登録商標）を電解質として使用した燃料電池では、特に膜電極接合体を積層してスタックを組んだ場合に、高電流密度化により発電効率が低下して放熱量が増加するため、８０℃以下に燃料電池を冷却する必要がある。そのため、ラジエタ面積を従来の内燃機関の車両と比較して大きくする必要があった。しかし、本発明のように、常温溶融塩を電解質として使用する燃料電池では、１２０℃以上の高温での運転が可能である。そのため、ラジエタの大きさを従来の内燃機関の車両と同程度に小型化することが可能である。さらに、燃料電池内に供給する燃料ガスや酸化剤ガスを加湿する必要もないため、本発明の燃料電池システムでは加湿器も不要となる。従って、本発明によれば、簡素化、低コスト化、低容量化された燃料電池システムを提供することが可能となる。
【０１６５】
前記燃料電池システムの構成は、本発明の第二の燃料電池を用いること以外は、従来一般的な燃料電池システムと同様の構成を用いることができ、例えば、特開２００５−５０６３９号公報、特開２００５−７１７４８号公報、特開２００４−２３４８６２号公報、特開２００２−２４６０５４号公報などに記載の燃料電池システムなどが好ましく用いられる。この時、上述した通りであるが、加湿器を省略することが可能である。
【０１６６】
本発明の第四は、本発明の第一の膜電極接合体の製造方法である。
【０１６７】
前記膜電極接合体の第一の製造方法は、重合開始剤と、モノマーと、カチオンおよびアニオンから構成される電解質材料とを含むモノマー溶液（Ａ）を、多孔質支持体に含浸した後に重合させて電解質膜を得る工程と、
重合開始剤と、モノマーと、電極触媒とを含むモノマー溶液（Ｂ）を、支持体上に塗布した後に重合させて電極を得る工程と、
前記電解質膜と、前記電極と、を接合する工程と、を有する方法である。
【０１６８】
重合開始剤は、熱重合法、紫外線重合法、放射線重合法、電子線重合法などの重合方法や重合させるモノマーに応じて適宜選択する必要がある。例えば、過硫酸アンモニウム基、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩；過酸化水素；２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）２塩酸塩、アゾビス−２−メチルプロピオンアミジン塩酸塩、アゾイソブチロニトリルなどのアゾ化合物；ベンゾイルペルオキサイド（Ｂｅｎｚｏｙｌ  ｐｅｒｏｘｉｄｅ）、ラウロイルパーオキシド等のパーオキシド；クメンハイドロパーオキシド等のハイドロパーオキシド等が挙げられる。これらの重合開始剤は、単独でまたは２種以上の混合物の形態で用いることができる。この際、促進剤として亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、モール塩、ピロ重亜硫酸ナトリウム、ホルムアルデヒドナトリウムスルホキシレート、アスコルビン酸などの還元剤；エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、グリシンなどのアミン化合物；などの１種または２種以上を併用することもできる。
【０１６９】
前記モノマー溶液（Ａ）における重合開始剤の含有量は、特に制限されないが、モノマー溶液（Ａ）に対して、０．０５〜２．０質量％、好ましくは０．２〜０．８質量％とするのがよい。
【０１７０】
また、前記モノマー、前記電解質材料、および、前記多孔質支持体については、本発明の第一において記載した通りであるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【０１７１】
前記モノマー溶液（Ａ）における前記モノマーの含有量は、特に制限されないが、全ポリマー成分に対して、１０重量％以上、好ましくは３０〜６０重量％とするのがよい。
【０１７２】
前記モノマー溶液（Ａ）における前記電解質材料の含有量は、特に制限されないが、モノマー溶液（Ａ）に対して、１０〜９０質量％、好ましくは４０〜７０質量％とするのがよい。
【０１７３】
モノマー溶液（Ａ）に用いられる溶媒としては、水；メチルアルコール、エチルアルコール、２−プロパノール等の低級アルコール；ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、ｎ−ヘキサン等の芳香族あるいは脂肪族炭化水素；酢酸エチル等のエステル化合物；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン化合物；等が挙げられる。これらは一種単独で用いられてもよく、二種以上が混合されて用いられてもよい。
【０１７４】
前記モノマー溶液（Ａ）の粘度は、製膜を容易に行ったり、後述する通り多孔質支持体に含浸させたりする観点からは、２５〜５０℃において、５〜１００ｃＰ、好ましくは１０〜４０ｃＰとするのがよい。
【０１７５】
前記モノマー溶液（Ａ）を多孔質支持体に含浸させるには、前記モノマー溶液（Ａ）を多孔質支持体に塗布および含浸させる方法、前記モノマー溶液（Ａ）に多孔質支持体を浸漬させる方法などが用いられる。
【０１７６】
前記モノマー溶液（Ａ）を多孔質支持体に塗布する方法としては、公知の方法でよく、例えばカーテンコーティング法、押し出しコーティング法、ロールコーティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、バーコーティング法、スプレーコーティング法、スライドコーティング法、印刷コーティング法等を用いることができる。
【０１７７】
次に、多孔質支持体に含浸させた前記モノマー溶液（Ａ）の重合方法は、用いた重合開始剤の種類によって適宜決定され、熱、紫外線、放射線、電子線等によりモノマーを重合（架橋）させればよい。
【０１７８】
本発明の方法では、常温溶融塩を電解質膜として固定化するためには、熱重合により前記モノマー溶液（Ａ）を重合させるのが好ましい。熱重合は真空乾燥機などを用いることができるなど、従来公知の装置を用いることができる。熱重合の条件はモノマー溶液（Ａ）に応じて決定されるが、モノマー溶液（Ａ）を６０〜１５０℃、特に８０〜１００℃に加熱するのがよい。前記モノマー溶液（Ａ）の加熱温度が、６０℃未満であると重合が進行しない恐れがあり、１５０℃を超えると急激に重合し、良質の電解質膜が得られない恐れがある。また、重合時間は、３０〜１８００分、特に３００〜９００分程度とすればよい。
【０１７９】
次に、本発明の方法では重合開始剤と、モノマーと、電極触媒と、カチオンおよびアニオンから構成される電解質材料とを含むモノマー溶液（Ｂ）を、支持体上に塗布した後に重合させて電極を得る工程を行う。
【０１８０】
前記モノマー溶液（Ｂ）に用いられる、前記重合開始剤、前記モノマー、前記電解質材料、および溶媒は、前記モノマー溶液（Ａ）において記載したのと同様のものが用いられる。また、前記電極触媒については、本発明の第一において記載した通りである。
【０１８１】
前記モノマー溶液（Ｂ）における前記重合開始剤の含有量は、特に制限されないが、モノマー溶液（Ｂ）に対して、０．０５〜２質量％、好ましくは０．２〜０．８質量％とするのがよい。
【０１８２】
前記モノマー溶液（Ｂ）における前記モノマーの含有量は、特に制限されないが全ポリマー成分に対して、１０重量％以上、好ましくは３０〜６０重量％とするのがよい。
【０１８３】
前記モノマー溶液（Ｂ）における前記電解質材料の含有量は、特に制限されないが、モノマー溶液（Ｂ）に対して、１０〜９０質量％、好ましくは４０〜７０質量％とするのがよい。
【０１８４】
前記モノマー溶液（Ｂ）における前記電極触媒の含有量は、特に制限されないが、モノマー溶液（Ｂ）に対して、５〜５０質量％、好ましくは１０〜４０質量％とするのがよい。
【０１８５】
前記モノマー溶液（Ｂ）の粘度は、塗布を容易に行う観点からは、２５〜５０℃において、５〜１００ｃＰ、好ましくは１０〜４０ｃＰとするのがよい。
【０１８６】
前記モノマー溶液（Ｂ）は、流動性を有するうちに、平板状の支持体上に塗布するか、樹脂製のシャーレなどに入れるなど公知の方法を用いることにより、製膜するのが好ましい。
【０１８７】
前記モノマー溶液（Ｂ）を塗布する平板状支持体としては、製膜できるものであれば特に制限されないが、ガラス基板、金属基板、高分子フイルム、反射板等を挙げることができる。高分子フイルムの例としては、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等のセルロース系高分子フイルム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等のエステル系高分子フイルム、ＰＴＦＥ（ポリトリフルオロエチレン）等のフッ素系高分子フイルム、ポリイミドフイルム等が挙げられる。
【０１８８】
モノマー溶液（Ｂ）の平板状支持体への塗布方法については、モノマー溶液（Ａ）において記載したものと同様のものが用いられる。
【０１８９】
また、前記モノマー溶液（Ｂ）を塗布する支持体としては、ガス拡散層を構成するシート状のガス拡散基材や、カーボン粒子層が形成された前記ガス拡散基材などを用いることもできる。
【０１９０】
また、前記モノマー溶液（Ｂ）の重合方法は、用いた重合開始剤の種類によって適宜決定され、熱、紫外線、放射線、電子線等によりモノマーを重合（架橋）させればよい。
【０１９１】
本発明の方法では、常温溶融塩を電解質膜として固定化するためには、熱重合により前記モノマー溶液（Ｂ）を重合させるのが好ましい。熱重合は真空乾燥機などを用いることができるなど、従来公知の装置を用いることができる。熱重合の条件はモノマー溶液（Ｂ）に応じて決定されるが、モノマー溶液（Ｂ）を６０〜１５０℃、特に８０〜１００℃に加熱するのがよい。前記モノマー溶液（Ｂ）の加熱温度が、６０℃未満であると重合が進行しない恐れがあり、１５０℃を超えると急激に重合が進行し、良質の電解質膜が得られない恐れがある。また、重合時間は、３０〜１８００分、特に３００〜９００分程度とすればよい。
【０１９２】
本発明の方法では、上述の通りにして作製した前記電解質膜と、前記電極と、を接合する工程では、特に制限されないが、電解質膜の両側に電極触媒層を配置した後、ホットププレスする方法などが好ましく用いられる。
【０１９３】
前記ホットプレスは、特に制限されないが、好ましくは１１０〜１７０℃で、１〜５ＭＰａのプレス圧力で、３〜１０分、行うのがよい。
【０１９４】
電極触媒層を作成する際に用いた支持体がガス拡散層を構成するガス拡散基材以外であった場合には、前記ホットプレスを行った後に、平板状支持体などの支持体を剥離し、さらに電極触媒層の外側にガス拡散層を配置してもよい。
【０１９５】
本発明の膜電極接合体の製造方法としては、上述した方法の他にも下記する方法も用いられる。
【０１９６】
前記膜電極接合体の第二の製造方法は、重合開始剤と、モノマーと、カチオンおよびアニオンから構成される電解質材料とを含むモノマー溶液（Ａ）を、多孔質支持体に含浸する工程と、
重合開始剤と、モノマーと、電極触媒と、カチオンおよびアニオンから構成される電解質材料とを含むモノマー溶液（Ｂ）を、支持体上に塗布して、電極前駆体を得る工程と、
前記モノマー溶液（Ａ）が含浸された多孔質支持体の両側に前記電極前駆体を配置した後、前記モノマー（Ａ）および前記モノマー溶液（Ｂ）を重合させる工程と、を有する膜電極接合体の製造方法である。
【０１９７】
前記方法において、モノマー溶液（Ａ）、多孔質支持体、および前記モノマー溶液（Ａ）を多孔質支持体に含浸させる方法については、本発明の第一の方法と同様にして行えばよい。
【０１９８】
前記電極触媒層前駆体を得る工程において、モノマー溶液（Ｂ）、および、モノマー溶液（Ｂ）を支持体上に塗布する方法は、上述した本発明の第一の方法と同様にして行えばよいため、詳細な説明は省略する。
【０１９９】
本発明の第二の方法では、前記モノマー溶液（Ａ）が含浸された多孔質支持体の両側に前記電極触媒層前駆体を配置した後、前記モノマー溶液（Ａ）および前記モノマー溶液（Ｂ）を重合させる。かような方法によれば、モノマーの重合工程および電極と電解質膜とを接合させる工程を一度に行うことができ、製造工程の簡略化が可能となる。
【０２００】
前記重合は、用いた重合開始剤の種類によって適宜決定され、熱、紫外線、放射線、電子線等により前記モノマー溶液（Ａ）および前記モノマー溶液（Ｂ）に含まれるモノマーを重合（架橋）させればよい。
【０２０１】
本発明の方法では、常温溶融塩を電解質膜として固定化するためには、熱重合により前記モノマーを重合させるのが好ましい。熱重合は真空乾燥機などを用いることができるなど、従来公知の装置を用いることができる。熱重合の条件はモノマーに応じて決定されるが、電極触媒層前駆体および電解質膜の積層体を、６０〜１５０℃、特に８０〜１５０℃に加熱するのがよい。前記加熱温度が、６０℃未満であると重合が進行しない恐れがあり、１５０℃を超えると急激に重合が進行し、良質の電解質膜が得られない恐れがある。また、重合時間は、３０〜１８００分、特に３００〜９００分程度とすればよい。
【０２０２】
この時、加熱するとともに、前記積層体を１〜５ＭＰａ程度の圧力で加圧してもよい。
【０２０３】
前記重合が終了した後は、電極触媒層前駆体を作製するのに用いた支持体を剥離することにより膜電極接合体が得られる。また、電極触媒層前駆体を作製するのに用いた支持体がガス拡散層を構成するガス拡散基材など以外であった場合には、前記重合が終了した後に、平板状支持体を剥離し、さらに電極触媒層の外側にガス拡散層を配置するのがよい。
【０２０４】
また、本発明の膜電極接合体の製造方法としては、下記する方法であってもよい。
【０２０５】
前記膜電極接合体の第三の製造方法は、重合開始剤と、モノマーと、カチオンおよびアニオンから構成される電解質材料とを含むモノマー溶液（Ａ）を、多孔質支持体に含浸する工程と、
前記モノマー溶液（Ａ）を、電極触媒が担持されたガス拡散基材に含浸して、電極前駆体を得る工程と、
前記モノマー溶液（Ａ）が含浸された多孔質支持体の両側に前記電極前駆体を配置した後、前記モノマー（Ａ）を重合させる工程と、を有する膜電極接合体の製造方法である。
【０２０６】
前記方法において、重合開始剤、モノマー、ならびに、カチオンおよびアニオンから構成される電解質材料を含むモノマー溶液（Ａ）を、多孔質支持体に含浸する工程については、上述した本発明の第一の方法と同様にして行えばよいため、詳細な説明は省略する。
【０２０７】
本発明の第三の方法では、電極触媒が担持されたガス拡散基材の所定の部位にモノマー溶液（Ａ）を含浸させることにより前記電極前駆体を得る。これにより、ガス拡散層の一部に電極触媒層が形成された電極が得られる。なお、電極触媒およびガス拡散基材としては本発明の第一において記載した通りである。
【０２０８】
前記電極触媒が担持されたガス拡散基材において、電極触媒が担持される部位は、得られる電極の発電性能などを考慮して適宜決定すればよい。例えば、ガス拡散基材の電解質膜と接し得る面から、好ましくは５〜１００μｍ、より好ましくは１０〜５０μｍ程度の範囲に電極触媒が担持されていればよい。
【０２０９】
前記電極触媒が担持されたガス拡散基材は、Ｅ−ＴＥＫ社製のＬＴ  １４０Ｅ−Ｗ、ＨＴ  １４０Ｅ−Ｗなどの市販品を用いてもよい。また、含浸法、液相還元担持法、蒸発乾固法、コロイド吸着法、噴霧熱分解法、逆ミセル（マイクロエマルジョン法）などの公知の方法など公知の方法を用いて、電極触媒が担持されたガス拡散基材を自ら作製してもよい。
【０２１０】
前記電極触媒が担持されたガス拡散基材において、電極触媒の担持量は、特に制限されないが、ガス拡散基材の単位面積１ｃｍ２あたりの触媒成分の質量が、好ましくは０．１〜１０ｍｇ、より好ましくは０．２〜５ｍｇとすればよい。
【０２１１】
なお、「ガス拡散基材の単位面積」とは、ガス拡散基材の電解質膜と接し得る面の面積を意味する。従って、本発明において「単位面積当たりの触媒成分の質量」とは、触媒層に含まれる触媒成分量（ｍｇ）を、電解質膜上のガス拡散基材の面積（ｃｍ２）で除した値とする。
【０２１２】
次に、前記電極触媒が担持されたガス拡散基材に、前記モノマー溶液（Ａ）を含浸させることにより電極前駆体を得る。前記モノマー溶液（Ａ）としては、上述した第一の方法において記載したものと同様のものが用いられる。
【０２１３】
電極前駆体において、前記モノマー溶液（Ａ）を含浸させる部位は、特に制限されないが、前記電極触媒が担持されたガス拡散基材において少なくとも電極触媒が担持されている部位にまで前記モノマー溶液（Ａ）が含浸されていればよい。また、前記電極触媒が担持されたガス拡散基材に前記モノマー溶液（Ａ）を含浸させる方法としては、公知の塗布方法を用いて前記モノマー溶液（Ａ）を前記ガス拡散基材に塗布および含浸させる方法のほか、前記ガス拡散基材の所定の部位を前記モノマー溶液（Ａ）に浸漬させる方法などが用いられる。
【０２１４】
上述の通りにして、モノマー溶液（Ａ）が含浸された多孔質支持体および電極前駆体を得た後は、モノマー溶液（Ａ）が含浸された多孔質支持体の両側に電極前駆体を配置して積層体を得た後、前記積層体に含まれる前記モノマー溶液（Ａ）を重合させる。かような方法によれば、モノマーの重合工程および電極と電解質膜とを接合させる工程を一度に行うことができ、製造工程の簡略化が可能となる。
【０２１５】
前記重合は、用いた重合開始剤の種類によって適宜決定され、熱、紫外線、放射線、電子線等により前記モノマー溶液（Ａ）に含まれるモノマーを重合（架橋）させればよい。
【０２１６】
本発明の方法では、常温溶融塩を電解質膜として固定化するためには、熱重合により前記モノマーを重合させるのが好ましい。熱重合は真空乾燥機などを用いることができるなど、従来公知の装置を用いることができる。熱重合の条件はモノマーに応じて決定されるが、電極前駆体および電解質膜の積層体を、６０〜１５０℃、特に８０〜１５０℃に加熱するのがよい。前記加熱温度が、６０℃未満であると重合が進行しない恐れがあり、１５０℃を超えると急激に重合が進行し、良質の電解質膜が得られない恐れがある。また、重合時間は、３０〜１８００分、特に３００〜９００分程度とすればよい。
【０２１７】
この時、加熱するとともに、前記積層体を０．０１〜５ＭＰａ程度の圧力で加圧してもよい。
【実施例】
【０２１８】
以下に、実施例および比較例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０２１９】
（実施例１）
常温溶融塩として１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（ＥＭＩＢＦ４）と、２−ヒドロキシルエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）とを、質量比で、５：５で混合した後、重合開始剤としてベンゾイルペルオキサイドを前記混合液に対して０．５質量％混合した。得られた混合液（Ａ）を、ＰＴＦＥ製多孔質支持体（厚さ３０μｍ、空隙率６３％、大きさ３０ｍｍ×３０ｍｍ）に塗布することにより含浸させた。
【０２２０】
次に、カーボンクロスからなる基材に電極触媒として白金を担持させたガス拡散基材（Ｅ−ＴＥＫ社製  ＬＴ１４０Ｅ−Ｗ、厚さ４００μｍ、Ｐｔ担持量５ｇ／ｍ２）に前記混合液（Ａ）を深さ約２０μｍの部位まで塗布することにより電極前駆体を得た。
【０２２１】
前記混合液（Ａ）を含浸させたＰＴＦＥ製多孔質支持体の両側に、電極前駆体を前記混合液（Ａ）が塗布された面を内側にして配置し、得られた積層体を、０．０５ＭＰａで加圧しながら、８０℃、２４時間、加熱することにより、重合および接合して膜電極接合体を作製した。
【０２２２】
（比較例１）
１．膜電極接合体の作製
白金担持カーボン（田中貴金属工業株式会社製  ＴＥＣ１０Ｅ５０Ｅ、白金含量４６．５ｗｔ％）１０ｇ、固体高分子電解質溶液（ＤｕＰｏｎｔ社製  Ｎａｆｉｏｎ溶液ＤＥ５２０、電解質含量５ｗｔ％）９０ｇ、純水２５ｇ、２−プロパノール（和光純薬工業社製  特級試薬）１０ｇを、２０℃で保持するよう設定したウォーターバス中のガラス容器にて、ホモジナイザーを用いて３時間混合分散することで、触媒インクを調製した。
【０２２３】
カーボンペーパ（東レ株式会社製  ＴＧＰ−Ｈ−０６０、厚さ２００μｍ）を用い、これを１００ｍｍ×１００ｍｍ角に打ち抜き、ガス拡散層を構成する基材として用い、前記基材に前記触媒インクを塗布し、オーブン中で１００℃、３０分間乾燥させた。これにより、前記基材上に厚さ４０μｍの電極触媒層を得た。
【０２２４】
次に、一辺１００ｍｍの正方形で厚さ３０μｍの高分子電解質膜（ＤｕＰｏｎｔ社製Ｎａｆｉｏｎ  ＮＲ−１１２）を挟んで、先に作製した２枚の電極触媒層形成基材の電極触媒層形成側が対向するように重ねて、片側基材あたり３ＭＰａの圧力で、１３０℃、１０分間ホットプレスして膜電極接合体を得た。
【０２２５】
（参考例１）
ＥＭＩＢＦ４のみを含む溶液状態の電解質の発電試験を行った。図２に示すように、中央に５ｃｍ２の四角穴を有するスペーサーを置き、スペーサーの両側をＰＴＦＥ製ガスケットと、実施例１で用いたのと同様の白金を塗布したガス拡散基材（Ｅ−ＴＥＫ社製  ＬＴ１４０Ｅ−Ｗ、厚さ４００μｍ、Ｐｔ担持量５ｇ／ｍ２）で挟み、スペーサーの四角穴にＥＭＩＢＦ４を注入して、これを膜電極接合体とした。
【０２２６】
（評価）
上記で作製した膜電極接合体の発電性能を、下記手順に従って評価した。
【０２２７】
各膜電極接合体をグラファイト製セパレータで挟持し、さらに金メッキしたステンレス製集電板で挟持して、評価用単セルとした。
【０２２８】
評価用単セルの、アノード側に燃料として水素を供給し、カソード側には酸化剤として酸素を供給した。両ガスともセル出口圧力は大気圧、無加湿とし、水素は２５℃、空気は２５℃、セル温度は２５℃に設定し、水素流量は２００ｍｌ／ｍｉｎ、酸素流量は２００ｍｌ／ｍｉｎとした。この条件下で発電試験を行った。結果を図３に示す。
【０２２９】
図３に示す結果から、本発明の膜電極接合体によれば、無加湿状態においても高いＩＶ特性得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０２３０】
【図１】本発明の膜電極接合体を用いた燃料電池の断面模式図を示す。
【図２】参考例における燃料電池の斜視図を示す。
【図３】実施例における膜電極接合体の評価結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０２３１】
１００…燃料電池、１１０…電解質膜、１２０ａ…燃料極触媒層、１２０ｃ…酸素極触媒層、１３０ａ…燃料極側ガス拡散層、１３０ｃ…酸素極側ガス拡散層、１４０…膜電極接合体、１５０…セパレータ、１５１…ガス供給路。
【図１】
2007066764.tif 000029
【図２】
2007066764.tif 000030
【図３】
2007066764.tif 000031